Es muy probable que la mayoría de las fallas de operación en sistemas instalados puedan ser causadas por descuido o por procedimientos inadecuados de instalación. Las siguientes instrucciones han sido preparadas para ayudar al ingeniero o instalador, para que se pueda instalar un sistema de funcionamiento libre de problemas. Éstas instrucciones son generales, han sido escritas fundamentalmente para sistemas instalados y conectados que utilizan normalmente compresores de 2 HP o más grandes.

 

  

Diseño y aplicación:

 

Un sitio para el compresor deberá ser seleccionado para proporcionar una buena ventilación, aún cuando sean utilizados condensadores remotos, ya que el motocompresor y la línea de descarga irradian calor. Los compresores enfriados por aire deben ser provistos de un enfriamiento de aire por convección forzada.

Se debe tener mucho cuidado para evitar la recirculación de aire de un condensador a otro.

Para evitar la concentración de impurezas, lodos e incrustraciones en torres de enfriamiento y condensadores evaporativos, un gasto continuo de dos litros de agua por hora por HP deben ser suministrados, al igual que el agua fresca que sea requerida.

Las líneas de succión deben ser del tamaño adecuado para mantener la velocidad requerida del refrigerante para el retorno de aceite al compresor.

 

Recepción y manejo de equipo:

 

Ésta responsabilidad deberá ser asignada a una persona dependiente del lugar de trabajo para recibir el material, el cual debe ser chequeado minuciosamente.

 

Instalación eléctrica:

 

El suministro de energía, voltaje, frecuencia y fases deben coincidir con la placa de datos del compresor.

Revise convenientemente el calibre de conductores para manejar la carga conectada, que los fusibles sean recomendados para los compresores, que los arrancadores magnéticos, los contactores y los dispositivos de protección sean provistos por Copeland. Revise también la operación de control de seguridad de la presión de aceite, el sentido de giro y velocidad de los ventiladores y bombas de agua, el alambrado de líneas y controles no aterrizados.

 

Instalación de tuberías de refrigerante:

 

Tenga mucho cuidado para conservar seca y limpia la tubería de refrigeración antes de la instalación. El siguiente procedimiento deberá seguirse:

 

• No deje los compresores deshidratados o expuestos a la atmósfera, uno o dos minutos es el máximo sugerido.
• Use únicamente tubería de cobre para refrigeración, la cual está sellada contra contaminación.
• Son recomendados filtros deshidratadores en la línea de líquido y filtros permanentes en la línea de succión.
• Las líneas de succión tendrán una pendiente de media pulgada por 10 pies con respecto a el compresor.
• Sifones de aceite adecuados serán localizados en la base de cada tubo de succión ascendente para mejorar el regreso de aceite al compresor.
• Cuando se sueldan líneas de refrigerante un gas inerte será circulado a través de la línea a baja presión para prevenir escamas y oxidación dentro de la tubería, lo ideal es utilizar nitrógeno seco.
• Use únicamente una soldadura de plata adecuada en las líneas de succión y de líquido y una soldadura para alta temperatura en las líneas de descarga.
• Dos válvulas de evacuación son necesarias, una debe estar en la línea de succión y la otra en la línea de líquido o cerca del tanque recibidor.
• Después de conectar todas las líneas, el sistema completo debe ser probado contra fugas. El uso de un detector electrónico de fugas es altamente recomendado.
• Después de la prueba final contra fugas, las líneas de refrigerante expuestas a condiciones ambientes altas, serán aisladas para reducir el calor colectado y prevenir la formación de gas evaporado en la línea de líquido. Las líneas de succión serán aisladas, si están expuestas, para prevenir, la condensación o el sobrecalentamiento.

 

Instalación de tubería de agua:

 

La buena práctica requiere lo siguiente:

 

• Las líneas tendrán una pendiente adecuada para drenar por gravedad cualquier agua acumulada por condensación, descongelamiento u operaciones de limpieza.
• Toda conexión para tubería de agua será hecha de acuerdo al código local para tubería de agua.

 

Si el sistema es enfriado por agua:

• Las dimensiones de los tubos de agua deben ser las adecuadas para proporcionar el flujo requerido a la más baja presión de entrada.
• Si la presión del agua de entrada es excesiva, una válvula reductora de presión debe ser usada, ya que la presión de trabajo de la válvula de agua es de 150 psig normalmente. Presiones arriba de éste nivel pueden dañar al condensador.
• La bomba de agua debe ser probada en su funcionamiento.
• Chequee fugas de agua.

 

Evacuación:

Una buena bomba de alto vacío será conectada tanto a la válvula para evacuación del lado de baja como del lado de alta, con tuberías de cobre o conexiones de alto vacío, si el compresor tiene válvulas de servicio permanecerán cerradas. Un manómetro para alto vacío capaz de registrar presiones en micrones será conectado al sistema para la lectura de presión.

Una válvula de cierre debe ser conectada entre la conexión del manómetro y la bomba de vacío para permitir que la presión del sistema sea chequeada después de la evacuación.

No quite la bomba de vacío cuando esté conectada al sistema evacuado sin antes cerrar la válvula de cierre.

La bomba de alto vacío debe ser operada hasta alcanzar una presión absoluta de 1.500 micrones, en éste momento el vacío deberá romperse con el refrigerante a emplear en el sistema a través de un filtro deshidratador.

Repita ésta operación por segunda vez.

Abra las válvulas de servicio del compresor, y evacúe el sistema completo a una presión absoluta de 500 micrones.

Bajo ninguna condición, el motocompresor debe ser arrancado u operado mientras el sistema esté con alto vacío. Hacerlo debe causar daños serios al motor.

 

Verificación final y arranque:

 

Después que la instalación ha sido terminada, los siguientes puntos tendrán que ser cubiertos antes de que el sistema sea puesto en operación:

• Chequee las conexiones eléctricas, asegurándose de que estén correctas y apretadas.
• Observe el nivel de aceite del compresor antes de arrancarlo, el nivel de aceite deberá estar ligeramente arriba del centro del cristal mirilla.
• Quite o afloje los retenes de embarque debajo del compresor.
• Verifique los controles de baja y alta presión, válvulas de agua, válvulas reguladoras de presión, control de seguridad de presión de aceite.
• Verifique el termostato para su buen funcionamiento.
• Marcas adecuadas u otros medios serán provistos para indicar el refrigerante empleado en el sistema.
• Efectúe las conexiones adecuadas para el refrigerante y cargue la unidad con el refrigerante a emplearse.
• Observe las presiones del sistema durante la carga y operación inicial. No agregue aceite al sistema mientras tenga poco refrigerante, a menos que el nivel de aceite esté peligrosamente bajo.
• Continúe cargando hasta que el sistema tenga refrigerante suficiente para una buena operación.
• No desatienda la unidad hasta que el sistema haya alcanzado sus condiciones normales de operación y la carga de aceite haya sido ajustada para mantener el nivel de aceite al centro del cristal mirilla.

 

Verificación final de la operación del sistema:

 

Después de que el sistema ha sido cargado y operado durante 2 horas en condiciones normales, sin ningún indicio de mal funcionamiento, deberá ser operado durante toda la noche con los controles automáticos, entonces un chequeo completo del sistema deberá hacerse de la siguiente manera:

• Chequee las presiones en la cabeza y succión del compresor.
• Chequee el nivel de líquido y el funcionamiento de la válvula de expansión, si hay indicios de poco refrigerante, debe agregársele más, pruebe todas las conexiones y componentes del sistema y repare cualquier fuga antes de agregar refrigerante.
• Observe el nivel de aceite en el cristal mirilla en el cárter del compresor y agregue tanto aceite como sea necesario.
• Las válvulas de expansión termostática deben ser chequeadas para ajustar el sobrecalentamiento. Los bulbos sensores deben estar en contacto positivo con la línea de succión. Válvulas con un alto sobrecalentamiento producen poca refrigeración y poco regreso de aceite al compresor. El líquido refrigerante debe ser atrapado antes del cárter del compresor, si un control apropiado no puede llevarse a cabo durante la operación normal del sistema, un acumulador de succión debe instalarse en la línea de succión, justamente antes del compresor.
• Usando instrumentos adecuados, verifique cuidadosamente el voltaje de línea y el amperaje de las terminales del compresor. La corriente normal no debe exceder el 120 % del dato de placa, si el amperaje tomado es excesivo, determine la causa y tome la acción correctiva. En motocompresores trifásicos chequee que el balanceo de la carga sea igual en cada fase.
• En todos los motores de ventiladores en condensadores enfriados por aire, evaporadores, etc, debe ser chequeado en sentido de giro.
• Verifique el ajuste de los controles de deshielo para el inicio y fin del ciclo y la duración del período de deshielo.
• Verifique los controles de presión en la cabeza para ajustarlos adecuadamente.
• Ajuste las válvulas de agua para mantener la temperatura de condensación deseada. Chequee que la bomba de agua tenga la rotación adecuada.
• Instale una hoja de instrucciones y el diagrama del control del sistema para uso del dueño.

 

Identificación:

Cada gabinete de enfriamiento y serpentín enfriador será enumerado a partir del número 1. Éste número será impreso en el gabinete, en un lugar visible al mecánico de servicio.

 

Registro de servicio:

 

Una hoja permanente de datos será preparada para cada instalación, con copia para el dueño y el original para el archivo del contratista instalador.

La forma de hoja de datos debe constar de los siguientes datos:

• Fabricante del compresor, modelo y número de serie.
• Fabricante del equipo, modelo y número de serie.
• Temperatura de diseño de operación.
• Modelo de la unidad condensadora y número de serie.
• Refrigerante y peso de la carga.
• Datos eléctricos, volts, amperes, ciclos, fases y calibre de conductores.
• Círculo de control, voltaje y capacidad de fusibles.
• Contactor o arrancador, fabricante, modelo, tamaño y número de parte.
• Protección del motor del compresor, tipo, capacidad y número de parte.
• Datos de los capacitores, relais o cualquier otro componente eléctrico.
• Control de presión, tipo, capacidad, número de modelo, ajuste.
• Controles de presión, controles de enfriamiento, separadores de aceite, calentador de cárter y válvulas solenoides.
• Filtro deshidratador en la línea de líquido, fabricante, capacidad, modelo, número y conexiones.
• Diagrama esquemático de la tubería de refrigerante.
• Ajustes finales de todos los controles de presión, regulación y seguridad.

 

Conceptos básicos de evacuación y deshidratación:

 

Conocemos que bajo ciertas circunstancias, la presencia de unidad, calor y oxígeno puede resultar en varias formas dañino para el sistema.

La corrosión, la acumulación de residuos, los depósitos de cobre, la descomposición del aceite, la formación del carbón y la falla del compresor puede ser ocasionada por éstos contaminantes. La ausencia de cualquiera de los tres (humedad, calor y oxígeno), puede alargar la vida del compresor y si éstos tres elementos pueden ser controlados, entonces se ha establecido una base firme para una instalación libre de problemas.

 

Humedad en un sistema de refrigeración:

 

La humedad existe en tres formas:

 

Como un sólido cuando se transforma en hielo, como agua líquida y como un vapor o gas. Es muy raro que la humedad entre en el sistema de refrigeración como hielo o agua, es el vapor de agua invisible que existe en el aire ambiente el que crea un peligro real.

 

La capacidad del aire para retener el vapor de agua, aumenta con el incremento de la temperatura. En un día caliente y húmedo de verano, el aire puede estar cargado de humedad. La humedad relativa es el término empleado para expresar el porcentaje de saturación, es decir, el contenido de humedad que existe en el aire expresado como un porcentaje de la humedad máxima que el aire pudiera contener a una temperatura dada.

 

La humedad relativa determina el punto de rocío a la temperatura a la cual la humedad se condensará. La condensación ocurre en el exterior de un vaso de agua fría en un cuarto caliente y puede ocurrir exactamente de la misma manera que en el interior de un evaporador frío que ha sido abierto y expuesto a la atmósfera.

 

Aire en un sistema de refrigeración:

 

El aire que respiramos comprende principalmente oxígeno y nitrógeno.

Los dos elementos conservan su estado gaseoso en todas sus temperaturas y presiones encontradas en los sistemas comerciales de refrigeración y aire acondicionado. Por eso, aunque éstos gases puedan licuarse a muy bajas temperaturas pueden ser considerados como no condensables en un sistema de refrigeración.

 

Cada gas ejerce su propia presión independientemente de las otras y la presión total existente en un sistema es el total de todas las presiones de gas presentes. Una segunda característica básica de un gas es que si el volumen que lo encierra permanece constante de manera que no se puede expandir, su presión variará directamente con la temperatura.

Por eso, si el aire es encerrado junto con el refrigerante en un sistema, el nitrógeno y el oxígeno sumarán su presión a la presión del sistema, y ésta se incrementará con el aumento de la temperatura.

 

Se puede sacar la mayor parte de aire del sistema por medio de sopletear las líneas con refrigerante o purgando las partes altas del condensador y recibidor, pero si el aire es atrapado en el compresor durante la instalación, es prácticamente imposible removerlo del cárter del compresor por medio de purgas.

 

Relación entre presión, temperatura y evaporación:

 

Es sabido que los refrigerantes siguen una relación presión, temperatura definida y que a una presión dada el refrigerante ebullirá o se evaporará a una temperatura de saturación correspondiente. El agua sigue el mismo patrón y esto es la base para la deshidratación para la evacuación.

La presión que determina el punto de ebullición de los refrigerantes y del agua es la presión absoluta, la cual se define como la presión existente arriba del perfecto vacío.

A muy bajas presiones, es necesario el uso de unidades de medición más pequeñas, puesto que las pulgadas y milímetros de mercurio son unidades demasiado grandes para dar una lectura correcta. El micrón, una unidad métrica de longitud se emplea normalmente para éste propósito y cuando se habla de micrones de vacío, nos referimos a la presión absoluta en micrones de mercurio.

 

El manómetro de Bourdeon que emplea el técnico de refrigeración tiene una lectura de 0 libras por pulgada cuadrada de presión. Por eso la relación normal establecida es que la presión absoluta es igual a la presión manométrica más 14.7 PSI. Las presiones debajo de 0 PSIG son lecturas negativas en el manómetro y están dadas en pulgadas de vacío, la calibración del manómetro está en pulgadas de mercurio.

 

Factores que afectan el funcionamiento de la bomba de vacío:

 

Una bomba de vacío adecuada para trabajo de refrigeración no solamente debe ser capaz de crear un alto vacío, sino también debe ser capaz de mantener el vacío en un sistema por largos períodos. Como el aire húmedo es bombeado a través de la bomba de vacío, la humedad tenderá a condensarse en el cárter de la bomba de vacío, hasta que el aceite se sature, el vapor de agua escapando del aceite puede prevenir el alcance de un alto vacío, si la bomba no ha sido diseñada específicamente para ésta condición, el aceite puede saturarse antes de que el trabajo de evacuación esté completo.

Para prevenir la condensación, algunas bombas de vacío tienen un orificio de salida o un accesorio de lastre de gas. Básicamente comprende un proceso que permite la entrada de una pequeña cantidad de aire atmosférico en la segunda etapa de una bomba de vacío de dos etapas o en la cámara de descarga de una bomba de una sola etapa antes de la carrera de descarga, para prevenir la condensación de agua durante la compresión.

 

Las bombas reciprocantes pierden eficiencia a vacíos mayores a 27 pulgadas de mercurio, las bombas rotatorias son empleadas para trabajar a alto vacío. Las bombas de vacío de una sola etapa son capaces de dar muy altos vacíos, pero generalmente son vulnerables a la contaminación del aceite, y si una sola salida de desahogo se proporciona para proteger el aceite, la eficiencia de la bomba baja. Casi siempre las bombas de una sola etapa pueden servir muy satisfactoriamente para sistemas pequeños, pero para mejorar el funcionamiento con alto vacío para refrigeración se recomienda una bomba de vacío de dos etapas y con laste de gas en la segunda etapa.

 

Si una gran cantidad de humedad debe sacarse de un sistema con la bomba de vacío, el aceite puede saturarse de humedad a pesar del lastre de gas, si esto ocurre, la única solución es el cambio de aceite de la bomba. Si existe posibilidades de que grandes cantidades de agua queden atrapadas en el sistema, las líneas deberán sopletearse con refrigerante o nitrógeno seco antes de conectar la bomba de vacío. Esto no solamente prolonga la vida de la bomba, sino que también disminuye el tiempo requerido para la evacuación del sistema.

La velocidad con la cual el sistema puede evacuarse, depende del desplazamiento y del tamaño de las conexiones y accesorios de la bomba de vacío. Una buena bomba de vacío tiene muy alta eficiencia de bombeo bajo presiones absolutas de mil micrones o menos, esto significa que una bomba de vacío 1 SFM (10 cúbicos por minuto) de desplazamiento puede ser capaz de desplazar 0,90 CFM, con la presión de succión a mil micrones  y descarga a la atmósfera.

 

Los cálculos para determinar el tiempo del vacío, son muy complicados puesto que la eficiencia de la bomba cambia con la reducción de la presión, el tamaño y longitud de las líneas de conexión, pueden afectar el funcionamiento de una bomba dada.

 

Medición del vacío:

 

Como hemos indicado, el manómetro del técnico de refrigeración, la lectura de presión en relación a la presión absoluta, y las lecturas del manómetro pueden cubrir un amplio rango de presiones reales. Por ésta razón y debido a que el manómetro de Bourdeon no está diseñado para la precisión necesaria de la evacuación se requiere un manómetro especial para la lectura de alto vacío.

 

Para lecturas precisas de presión en el rango de micrones que se emplean en refrigeración, se recomienda el uso de un vacuómetro con termocople. Éste tipo de manómetro es relativamente barato, de fácil operación, robusto para el trabajo en el campo y requiere de un pequeño o ningún mantenimiento. La ventaja de éste manómetro en un sistema donde la humedad puede ser encontrada, es que no solamente mide la presión de los gases, sino también la presión que contribuye el vapor de agua remanente en el sistema. El manómetro tipo Mc lod se emplea extensamente en trabajos de laboratorio para lecturas de alta precisión en donde la humedad no es un factor, pero no se recomienda su empleo en refrigeración, puesto que no medirá la presión debida al vapor de agua.

 

Triple evacuación:

 

Para asegurar una completa evacuación, Copeland recomienda una triple evacuación, dos veces a 1500 micrones y una última a 500 micrones. El vacío se romperá en cada ocasión con el refrigerante a emplear en el sistema a dos PSIG.

Es muy posible que la evacuación original, si no se continúa por un período de tiempo suficiente, puede no extraer completamente el aire y la humedad del sistema.

 

La triple evacuación es muy importante, pues si la bomba de vacío no tiene una máxima eficiencia o el tiempo de evacuación no es el requerido para una evacuación completa y segura, hay que revisarlo más de una vez. El método de la triple evacuación para una presión de 500 micrones es una de las condiciones prácticas en el campo y representa una especificación que puede cumplirse.

 

Para evacuar el sistema correctamente, se requiere tiempo y cuidado. Cualquier descuido en el sellado del sistema puede hundir todas las precauciones tomadas previamente. Pero cualquier esfuerzo extra para hacer una evacuación segura y correcta dará como resultado un menor mantenimiento y una operación libre de problemas.

 

 

Bibliografía:

Copeland- Manual de refrigeración,  1970, Copeland Corporation.